Исследование структуры материала заготовок и волоконных световодов на основе кварцевого стекла, легированного германием и бором

Исследовано распределение легирующих добавок, примеси ОН и показателя преломления (n) в заготовках и стеклянных волоконных световодах (СВС), изготовленных по методу химического осаждения из газовой фазы. Показано, что в процессе вытяжки происходит диффузионное перераспределение легирующих добавок Ge и В, проявляющееся в выравнивании концентрации и размытии границ световодной структуры на эффективной длине ~0.08α (α – радиус сердцевины). Этот эффект необходимо учитывать при разработке СВС для широкополосных ВОЛС. Для исследования радиального распределения концентрации GeO₂ в заготовках наряду с методом рентгеновского микроанализа был впервые применен абсорбционный метод, с помощью которого измерялось распределение GeO₂ в бинарной системе xGeO₂+(1–x)SiO₂ на длине волны 0,269 мкм (коэффициент экстинкции (1,02 ± 0,05)см^–1/мол. %). При соответствующем выборе пространственного разрешения этот метод можно использовать для моделирования диффузионного перераспределения легирующей добавки в СВС. При использовании метода рефракции исследована дисперсия n в заготовке со ступенчатым профилем n. Обнаружена значительная неоднородность n₂ в кварцевой оболочке (~5·10^–4) и уменьшение Δn = n₁–n₂ на ~1·10^–4 (мол. % GeO₂)^–1 по сравнению с Δn однородных материалов такого же состава. Указанные величины превышают расчетные значения, обусловленные механическими напряжениями.